EOS专家提出无支撑金属3D打印优化方案，可实现封闭叶轮的无支撑打印

时间：2022-11-06 12:03 来源：南极熊作者：admin 阅读：次

导读：在金属增材制造（AM）过程中，支撑物的添加和去除一直以来都是一大难题。以直接金属激光烧结 (DMLS) 为例，打印前需要为模型预设支撑结构以避免热应力引起的变形并将热量从熔池中传导出去。这些支架是设计的一部分，并作为一个整体制造。建造后，支撑结构被拆除并丢弃。倘若没有支撑物，就难以打印出低于一定倾斜角度（通常45°左右）的悬撑结构，这往往限制了金属3D打印系统用户的选择，也为许多设备OEM和增材制造软件公司带来了极大的挑战

2022年11月5日，南极熊获悉，为解决上述问题，来自E0S公司Additive Minds的专家现在已经开发了多种工艺优化技术来生产无支撑结构的 3D打印部件，例如：定子环、外壳、涡轮泵、油箱、热交换器、阀门和叶轮，其中封闭式叶轮是较为典型的案例之一。通过优化设计软件和参数包，E0S使用户能够以更低的角度（有时甚至零角度）打印悬臂和桥梁，需要的支撑物少得多，甚至没有。

无支撑增材制造也为后处理阶段节省了大量时间，因为无需移除额外的支撑。在手动移除的情况下，这也可以让员工腾出时间和精力用于其他工作。制造无支撑结构的零件也减少了材料的浪费，因为没有任何东西被扔掉，零件和支撑设计的各个方面都是必要的。然而，这并不是一个简单的过程，多年来软件设计专家和制造商们一直致力于应对无支持设计的挑战。

在本文中，主要展示了EOS的专家如何利用无支撑方法来构建叶轮。封闭式或罩式叶轮在许多行业都有应用，它们在尺寸、形状、材料和性能要求上有很大的不同。封闭式叶轮经常暴露在各种极端条件下，如高转速、高腐蚀性介质和极端温度造成的机械负荷。例如，太空火箭中的涡轮泵应用，微型燃气轮机中的压缩系统，以及石油和天然气应用中的海水泵。

传统金属3D打印中的支撑设计需求

设计带有支撑的 3D 打印件一直是增材制造 (AM) 的标准方法。支撑的数量、大小和位置由多种因素决定：

打印过程中的残余应力可能导致 3D 模型变形。可以添加支撑以从物理上防止这种变形；
重涂机的中断影响部件的中间构建可能会振动部件或造成损坏，从而导致工作不成功。支架用于保护零件免受重涂机的任何影响；
通过支撑的热传递使零件在构建过程中更快、更成功地冷却和成型。

为确保3D打印机构建完成并成功生产零件，需要考虑到影响支撑设计的各种原因，包括：

零件方向决定了零件有多少需要支撑。通常，如果零件被定向以便更大的表面积不在构建板上，则需要更多的支撑来补偿上述因素。
45 度或更小的悬垂通常被认为需要支撑结构。
通道和孔在没有支撑的情况下可能会变形，具体取决于它们的大小以及它们是否定向无效。

(责任编辑：admin)

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